牛顿运动定律的应用 寒假巩固分层练习-2025-2026学年高一物理寒假作业（粤教版）

牛顿运动定律的应用 寒假巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．如图所示，轻绳跨过定滑轮，下端系一质量为m1＝2kg的重物，另一端系一质量为m2＝3kg的木块，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10m/s2，在重物拉动木块运动的过程中，下列说法正确的是（  ） A．木块的加速度为m/s2 B．重物的加速度为7m/s2 C．重物的加速度为2.8m/s2 D．轻绳中的张力为9.6N 2．如图所示是一个滑草轨道，由斜坡段和水平段组成。人坐在滑板上从点由静止滑下，斜坡倾角为，滑板与两段轨道间的动摩擦因数均为0.5。忽略空气阻力，滑行过程中人与滑板保持相对静止，则滑板滑行时（　　） A．在两段轨道所受摩擦力大小相等 B．在段所受合外力大小比在段的大 C．在段的加速度大小比在段的小 D．滑板质量越大，在点的速度越大 3．如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB，直杆AB长为L，杆与水平方向的夹角为，一质量为m的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的水平向右的恒力F，并从A端由静止释放，现改变直杆和水平方向的夹角，已知，重力加速度为，则下列说法正确的是( ) A．当时，小圆环在直杆上运动的时间最短 B．当小圆环在直杆上运动的时间最短时，小圆环与直杆间一定有挤压 C．当小圆环在直杆上运动的时间最短时，直杆与水平方向的夹角满足 D．当小圆环在直杆上运动的时间最短时，小圆环的加速度为 4．如图所示，一个劈形物体M放在固定的粗糙斜面上，其上面呈水平，在其水平面上放一光滑小球m，当劈形物体从静止开始释放后，观察到m和M有相对运动，则小球m在碰到斜面前的运动轨迹是（　　） A．沿水平向右的直线 B．沿斜面向下的直线 C．竖直向下的直线 D．无规则的曲线 5．如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上，现用水平拉力F作用于a，使三个物块一起水平向右做匀速直线运动，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．该水平拉力F与轻绳的弹力大小一定相等 B．物块c受到的摩擦力大小可能为μmg C．水平拉力F的大小一定等于3μmg D．物块b受到可能受到6个力作用 6．物块以一定的初速度竖直上抛，到达某一高度后又落回出发点。已知物块在运动过程中受到大小恒定的阻力作用。以下关于v随时间t变化的图像中，能正确描述物块整个运动过程的是（　　） A．B． C．D． 7．如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g=10m/s2。下列选项中正确的是 A．恒力F大小为10N B．在t=1s时刻，恒力F反向 C．物块与水平面的动摩擦因数为0.5 D．0-5m内物块做加速度减小的减速运动 8．编号为1~6的六个固定的光滑斜面倾角如图甲、乙所示，甲图中三个斜面等高，乙图中三个斜面同底，可视为质点的小滑块从六个斜面最高点沿斜面运动到底端的时间分别为、、、、、，则下列关系正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 分层二：能力提升练 二、多选题 9．如图所示，倾角θ＝37°、足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，现将一质量m＝2 kg的小物体轻放在传送带的A端，小物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则小物体在向上运动的过程中(　　) A．加速度恒定 B．先加速上滑后匀速 C．所受的摩擦力方向不变 D．所受的滑动摩擦力大小为16 N 10．如图所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到向右的恒力FB=2N，A受到的水平力FA=（14﹣2t）N，（t的单位是s），从t=0开始计时，则（　　） A．A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的倍 B．t＞6.5s后，B物体做匀加速直线运动 C．t=7s时，A物体的速度为零 D．t＞7s后，AB的加速度方向相反 11．在两个倾角为足够长且固定的相同斜面体上，分别有如图所示的两套装置。、分别是固定在B、D上的挡板，B上表面水平，D上表面与斜面平行，完全相同的两个弹簧和一端固定在挡板上，另一端分别连在A和C上，A和C质量均为m，所有接触面都光滑，重力加速度为g，在A与B，C与D分别保持相对静止沿斜面自由下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A．处于原长状态，处于拉伸状态 B．处于压缩状态，处于原长状态 C．A对B的压力等于，C对D的压力等于 D．若产生弹力，弹力大小为 12．如图所示，质量为m的小球用一根细线和一根轻弹簧悬挂起来，小球静止时，细线水平，弹簧与竖直方向成角，重力加速度为g。现将细线剪断，则下列判断正确的是（　　） A．剪断细线前，细线中张力大小为 B．剪断细线前，细线中张力大小为 C．剪断细线瞬间，小球的加速度大小为 D．剪断细线瞬间，小球的加速度大小为 三、填空题 13．质量为10g的子弹，以300m/s的速度水平射入一块固定的竖直木板，子弹击穿木板后的速度为200m/s，板厚10cm，则子弹对木板的平均作用力为 N。 14．如图所示(a)一个质量为m0的物体放在光滑的水平桌面上,当用20N的力F通过细绳绕过定滑轮拉它时,产生2m/s2的加速度.现撤掉20N的拉力,在细绳下端挂上重为20N的物体m,如图所示(b),则物体m0的加速度为 m/s2,前、后两种情况下绳的拉力分别为T1= ,T2= (g取10m/s2) 15．宽为l的冰面边上连着一块湿滑的草地。由于冰面十分光滑，人完全无法在冰面上起步，只能先在草地上加速后再利用惯性滑过冰面。两名同学尝试比赛谁能先通过冰面。在经过一些尝试后他们发现：虽然脚和湿滑的草地之间始终打滑，但只要姿态恰当，还是能保持自己向前加速且不至于摔倒。比赛中，以下哪一种方案能进一步增加自己获胜的几率 。 A．增加配重                                      B．减少配重 C．换一双底面摩擦系数更大的鞋子              D．换一双底面摩擦系数更小的鞋子 与此同时，为了尽可能获胜，也可以选择起跑点的远近。最佳起跑点P点到冰面和草地的分界线的距离为 。 四、解答题 16．风洞实验室中可产生水平方向的、大小可以调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室中，小球孔径略大于细杆直径（如图所示）。 （1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆之间的动摩擦因数. （2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上，滑下时的加速度的大小是？（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 17．如图所示,传送带的水平部分ab的长度为2 m,倾斜部分bc的长度为4 m,bc与水平面的夹角为α=37°,将一小物块A(可视为质点)轻轻放于传送带的a端,物块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25.传送带沿图示方向以v=2 m/s的速度匀速运动,若物块A始终未脱离传送带,求物块A从a端被传送到c端所用的时间.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 18．如图所示，在水平面上有一质量为M的长木板，开始时长木板上有一质量为m的小铁块（视为质点）以相对地面的大小为v0的初速度从长木板的中点沿长木板向左滑动，同时长木板在沿水平向右的拉力F作用下始终以大小为v的速度作匀速运动（v＞v0），小铁块最终跟长木板一起向右做匀速运动。已知小铁块与木板，木板与水平面间的摩擦因数均为μ，试问： （1）小铁块从中点开始运动到最终匀速运动过程中水平拉力F的大小为多少？ （2）长木板至少为多长？ 19．如图甲所示,倾斜传送带倾角θ=，两端AB间距离L=4m，传送带以4m/s的速度沿顺时针转动，一质量为1kg的小滑块从传送带顶端B点由静止释放下滑，到A时用时2s，g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8。 (1)求小滑块与传送带间的动摩擦因数； (2)若该小滑块在传送带的底端A，现用一沿传送带向上的大小为6N的恒定拉力F拉滑块，使其由静止沿传送带向上运动，如图乙所示，当速度与传送带速度相等时，滑块的位移为多少? (3)在(2)问中，当小滑块速度与传送带速度相同时，撤去拉力，则当滑块到传送带顶端时，速度多大? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《牛顿运动定律的应用 寒假巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C C C C B D BC BD 题号 11 12 答案 BCD AD 1．C 【详解】对重物有 m1g－T＝m1a 对木块有 T－μm2g＝m2a 解得 a＝2.8m/s2 T＝14.4N 故选C。 2．C 【详解】A．在两段轨道所受支持力不相等，则摩擦力大小不相等，故A错误； BC．在段 在段 所以在段所受合外力大小比在段的小，根据牛顿第二定律可知，在段的加速度大小比在段的小，故B错误C正确； D．在点的速度 加速度与质量无关，则速度与质量无关，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】根据题意可知，当小圆环运动时间最短，力F与重力的合力刚好沿杆的方向，加速度最大，对杆无挤压，根据题意得 此时加速度大小为 ABD错误，C正确。 故选C。 4．C 【详解】据题意，小球是光滑的，受到重力和M的支持力，当劈形物体从静止开始释放后，M对小球的支持力减小，小球的合力方向竖直向下，则小球沿竖直向下方向运动，直到碰到斜面前，故其运动轨迹是竖直向下的直线，故C正确，ABD错误。 故选C。 5．C 【详解】AC．三物块一起做匀速直线运动，根据平衡条件得，对a、b、c系统 对b、c系统 则，故A错误；C正确； B．物块c做匀速直线运动，处于平衡状态，不受摩擦力，故B错误； D．物块b受到自身重力、物块c的压力、轻绳的拉力、地面的摩擦力、地面的支持力。一共5个力作用。故D错误。 故选C。 6．C 【详解】根据v-t的斜率为加速度，上升过程由牛顿第二定律可知 得 下降过程由牛顿第二定律可知 得 由于阻力恒定，所以上升和下降阶段加速度都恒定，所以a1＞a2，故C正确，ABD错误。 故选C。 7．B 【详解】ACD.由匀变速运动公式 可知，乙图中图像斜率为，设恒力为F，动摩擦因数为，在0-5m斜率不变，故做匀减速运动，则有 在5-13m，做匀加速直线运动，有 解得 故ACD错误； B.由上述分析可知，在恒力开始反向，此过程中加速度，由 解得 故B正确。 故选B。 8．D 【详解】小滑块分别从等高斜面最高点运动到斜面底端，由 可得 可知倾角越小，时间越长，图甲中 小滑块分别从同底斜面最高点运动到斜面底端，由 可得 可见时时间最短，图乙中 故选D。 9．BC 【详解】开始时小物体受到向上的滑动摩擦力，因，则小物体加速上滑，当速度与传送带相等时，因，则此时小物体相对传送带静止，随传送带匀速向上运动，此时静摩擦力方向仍向上，故选项BC正确，AD错误． 10．BD 【详解】A．AB未分离之前，对于A、B整体据牛顿第二定律有 FA+FB=（mA+mB）a 解得，加速度 设A、B间的作用为FN，则对B据牛顿第二定律可得 FN+FB=mBa 解得 当t=6.5s时 FN=0 A、B两物体开始分离，故3s末时刻A物体的加速度 物体初始的加速度为 则A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的倍，故A错误； B．t=6.5s时A、B两物体开始分离，B合外力恒定，做匀加速直线运动，故B正确； C．t=7s以前，A一直向右加速，当t=7s时A物体的合外力为零，加速度为零，而速度不为零，故C错误； D．t＞7s后， B向右做匀加速直线运动，而A所受合外力向左，即A、B的加速度方向相反，故D正确。 故选BD。 11．BCD 【详解】对两套装置整体受力分析： 整体加速度a为 沿斜面向下。 a可分解为水平和竖直分加速度。如图： 对物块A受力分析： 由牛顿第二定律可得 水平向左。故处于压缩状态。 解得 由牛顿第三定律可知，A对B压力为 对物块C受力分析： 设弹簧弹力为，方向沿斜面向下 由牛顿第二定律可得 解得 即处于原长。 由图可知，C对D的压力等于 故选BCD。 12．AD 【详解】AB．剪断细线前，小球静止时受到细线的拉力T、弹簧的弹力F和重力，竖直方向上有 水平方向上有 联立可得 剪断细线前，细线中张力大小为，故A正确；B错误； CD．剪断细线瞬间，小球收到的弹簧的弹力和重力不变，细线上张力瞬间消失，由受力平衡推论可知此时的合力 根据牛顿第二定律有 则小球的加速度大小为 故C错误；D正确。 故选AD。 13．2500 【详解】[1]以子弹为研究对象，取初速度v0的方向为正方向，依题意 v2-v02=2as 得 a=-2.5×105m/s2 负号表示加速度方向与初速度方向相反．设木板对子弹的平均作用力为F，据牛顿第二定律，有 F=ma=-2.5×103N 负号表示平均作用力与初速度方向相反．根据牛顿第三定律，子弹对木板的平均作用力 F′=2.5×103N 方向和初速度方向相同。 14． 20N 16.7N 【详解】由牛顿第二定律的，．第一种情况；第二种情况，，解得， 15． BC 【详解】[1] AB．根据题意分析，人的运动可看作先在湿滑的草地做匀加速直线运动，后在冰面上做匀速直线运动。根据能量守恒，人消耗的能量一定时，人获得的机械能是一定的，减少配重，人可提高速度，减少比赛时间，增加自己获胜的几率。故A错误，B正确； CD．换一双底面摩擦系数更大的鞋子，可以减小脚和湿滑的草地之间打滑的概率，减少耽误的时间，能进一步增加自己获胜的几率，故C正确，D错误。 故选BC。 [2] 设人先在湿滑的草地做匀加速直线运动的加速度为，运动的距离为，则 解得 冰面上匀速直线运动的时间 人比赛运动的总时间 根据数学知识分析，当 时，比赛用时最少，解得最佳起跑点P点到冰面和草地的分界线的距离为 16．（1）0.5；（2）7.5m/s2 【详解】（1）杆在水平方向上固定时，小球做匀速直线运动，由平衡条件得 解得 （2）以小球为研究对象，在垂直于杆方向上，由平衡条件得 在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得 解得 17．2.4 s 【详解】物块A放于传送带上后，物块受力图如图所示． A先在传送带上滑行一段距离，此时A做匀加速运动(相对地面)，直到A与传送带匀速运动的速度相同为止，此过程A的加速度为a1，则有：μmg＝ma1，a1＝μg A做匀加速运动的时间是： ， 这段时间内A对地的位移是： 当A相对地的速度达到2 m/s时，A随传送带一起匀速运动， 所用时间为t2， 物块在传送带的bc之间，受力情况如图(b)，由于μ＝0.25＜tan37°＝0.75，A在bc段将沿倾斜部分加速下滑，此时受到的滑动摩擦力为μmgcos37°，方向沿传送带向上，由牛顿第二定律： mgsin37°－μmgcos37°＝ma2， a2＝g(sin37°－μcos37°)＝4 m/s2.A在传送带的倾斜部分bc，以加速度a2向下匀加速运动，由运动学公式： 其中sbc＝4 m，v＝2 m/s， 解得：t3＝1 s(t＇3＝－2 s舍)， 物块从a到c端所用时间为t：t＝t1＋t2＋t3＝2.4 s. 18．（1）；（2） 【详解】（1）M的匀速运动时有 解得 （2）设木板长为L，m滑行加速度大小为a，根据牛顿第二定律得，根据几何关系有 根据匀变速运动关系 联立得 19．(1)0.5；(2)2m；(3)2m/s 【详解】(1)当传送带顺时针转动时，由牛顿第二定律可知 mgsinθ－μmgcosθ=ma s=at2 联立解得 μ=0.5 (2)设传送带的速度为v，当外力作用下后，由牛顿第二定律可得 F+μmgcosθ－mgsinθ=ma1 解得 a1=4m/s2 加速阶段的位移为 (3)撤去外力后前进位移为 x2=L－x1=2m 加速度为 μmgcosθ－mgsinθ=ma2 a2=−2m/s2 由速度位移公式可得v′2－v2=2a2x2，解得 v′=2m/s 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $